Vybrané kapitoly z biochemie: kost, endotel, tuková tkáň

František Duška

1. Kazuistika2. Mechanismus odbourávání a novotvorby kosti3. Regulace metabolismu kalcia a fosfátů4. Biochemické markery kostního metabolismu

Funkce kostí

•Mechanická▫opora pro svaly▫chrání kostní dřeň

•Zásobárna kalcia (cca 1kg) a fosfátů▫zásadním způsobem ovlivňuje jejich mtb

•Pufr 3. linie▫u dlouhodobé MAC (ren. onem…) uvolňují

fosfát a bikarbonát▫podílejí se na udržení vnitřního prostředí i

za cenu vlastního poškození

Kazuistika č. 1

•NO: žena, 59 let, při chůzi se jí smekla noha z obrubníku, náhle prudká píchavá bolest v pravém třísle, nemohla se postavit

•OA: nikdy se s ničím neléčila, léky trvale nebere, občas Ibalgin na bolesti v zádech (v posledních 3 letech se zhoršují). Menopauza ve 44 letech bez HRT

•RA: nevýznamná PA: úřednice

Kazuistika č. 1

•Objektivně: TK 150/90, TF 100/min, DF 20/min, v polosedu na vozíku: PDK zkrácena, v zevní rotaci, pohyby v kyčli nemožné pro bolest. Palpační bolestivost v třísle a nad velkým trochanterem.

•Zbytek fyzikálního nálezu bez patologie.

Kazuistika č. 1

•Dg: Kominutivní intertrochanterická fraktura pravé kyčle vzniklá při minimálním traumatu, v terenu osteoporosy

•Po operačním řešení (CCEP) přeložena 3. pooperační den k řešení

Složení kosti:•Buňky:

▫syntezující novou kost: osteoblasty, osteocyty▫odbourávající kost: osteoklasty

•Mezibuněčná matrix:▫organická: kolagen typu I + nekolagenní

proteiny (např. osteokalcin)▫anorganická: hydroxyapatit: Ca10(PO4)6(OH)2

•Pojmy: lamelární/trabekulární kost

Kost a metabolismus Ca2+

Faktory ovlivňující mtb. kosti• PTH: zvyšuje resorpci i

syntézu: výsledek = zvýšené uvolňování Ca2+

• kalcitonin: inhibuje osteoklasty, snižuje resorpci kosti: výsledek = zvýšené ukládání Ca2+ do kosti

• estrogeny: dtto• IGF-1: zodp. za růst kostí • kalcitriol: zajišťuje

dostupnost Ca2+ pro kost• glukokortikoidy: snižují

novotvorbu kosti

Laboratorní ukazatele kostního metabolismu

•S-Ca2+

▫celkové 2,25-2,75 mM▫ionizované: 50%, tj. cca 1.3 mM

•S-fosfát▫cca 1mM

Laboratorní ukazatele kostního metabolismuMarkery novotvorby kosti Markery odbourávání kosti

• S-ALP kostní izoenzym• U-terminální propeptidy

kolagenu typu I• S-osteokalcin

• S-ACP kostní izoenzym (tartát rezistentní)

• U-karboxyterminální telopeptid kolagenu

• U-hydroxyprolin• U-deoxypyridinolin• odpady Ca2+ močí/24 hod

Kolagen I

NH2

COOH

karboxyterminální propeptid prokolagenu (PICP)

ŠTĚPENÍ PŘI SYNTÉZE KOLAGENU

STĚPENÍ PŘI DEGTADACI KOLAGENU

karboxyterminální telopeptid kolagenu

Častá onemocnění kostí•Osteoporosa = „nespr. řídnutí kostí“, úbytek

anorganické i organické kostní hmotyfraktury▫primární = nezn. příčinu▫sekundární= léčitelná příčina:

hyperparathyreosa..

•Osteomalacie (v dosp.)/rachitida (v dětství) = úbytek převážně anorganické kostní hmoty měknutí kostí, deformity▫typická příčina: nedostatek vit. D

Kazuistika č. 1Lab. hodnota interpretace

S-Ca2+ =2.2 mM snížená

S-P =1,12 mM normální

S-ALP = 24 IU (norma 10-22 IU) zvýšená (st.p. frakuře)

S-ACP = 31 ug/ml (norma=7-28) zvýšená

S-PTH274 ng/l (20-300 ng/l) normální

Denzitometrie: snížená denzita kostí na úr. -2.1 SDElfo plazm. bílkovin: normální nález

Kazuistika č. 1

•Závěr: primární osteoporóza II. typu, „fast-looser“

•Terapie: vit D 600IU/den, Ca-effercescenc 1g/den, palmidronát (bisfosfonát= inhibitor osteoklastů)

Závěr: metabolismus kosti

•Jaké jsou funkce kosti?•Co tvoří organickou a anorganickou

součást kostní hmoty? Lze toho využít v diagnostice?

•Jaké hormony ovlivňují plazmatickou hladinu Ca2+?

•Patologie kterých laboratorních hodnot může upozornit na onemocnění kosti?

1. Funkce endothelu2. Kazuistika

Endothel •epitel vystýlající cév•1013 buněk (1 kg!!!) metabolicky aktivních•Podíl na regulaci tonu hladké svaloviny,

činí vnitřní povrch cév nesmáčivý•Přehled funkcí:

▫antikoagulační (nesmáčivý)▫bariérová (zonulae adherentes)▫regulace tonu cév mikrocirkulace

makrocirkulace▫metabolická: HRHL, LPL

Aktivace endothelu

•nespecifická reakce (mechanicky, fyzikálně infekčním agens, zánětem)

•endotel se stane: ▫prokoagulační (zachování integrity

krevního řečiště)▫prozánětlivý (odpověď na infekci) ▫propustnější (diapedeza leukocytů)

•vymkne-li se aktivace endotelu kontrole, může být životohrožující

Kazuistika č. 2

•41 letý muž se známou alergií na burské oříšky nedopatřením požil nugát. Po cca 2 min pozoroval brnění a otok rtů a jazyka. RZP volána pro narůstající dušnost.

•Při přijetí: ▫při vědomí, agitovaný, dušný, sat 99% na

O2 masce, bilat. pískoty pod klíčky, TK 90/40, TF 135/min, Quinckeho edém rtů a kolem očí, kopřivka na trupu i končetinách

Kazuistika č. 2

•Dg: anafylaktická reakce na burské oříky

Kazuistika č. 2

•Alergická reakce vede ke generalizované aktivaci endotelu:

•Vyšší permeabilita způsobí1. otok kůže a sliznickopřivka, Quinckeho

edém 2. otok dýchacích cest

bronchiokonstrikce, dušnost3. únik tekutiny z cév hypovolémie

•Vasodilatace hypotenze, šok

Kazuistika č. 2

•Terapie:▫již ve voze RZP zajištěn žilní vstup, podán

hydrocortison a adrenalin frakcionovaně, volumexpanze R1/1

▫při převozu stabilní

Kazuistika č. 2

•Terapie:▫v nemocnici observace na JIP, kontinuální

monitorace vit. funkcí, při sebemenším zhoršení intubace

▫kortikoidy, antihistaminika (blok. H1 receptorů)

Kazuistika č. 2

•Průběh: ▫po příjmu promptní zlepšení▫ za 60 min bez podpory oběhu TK 140/80,

TF 78/min, bilat. čisté, sklípkové dýchání, opakovaně odkašlal sklovité sputum, trvá urtika

▫druhý den ráno (10h po příjmu): zcela bez potíží, propuštěn do péče ambulant. alergologa

Endotel - závěr

•Jaké jsou funkce endothelu?

•Jak funguje endothelem zprostředkovaná vasodilatace?

•Co je to aktivace endothelu?

1. Skladovací funkce tuku: lipolýza a lipogeneze2. Endokrinní a regulační funkce tukové tkáně3. Kazuistika

Tuková tkáň: funkce I•Skladování TAG (postprandiálně)

▫lipoproteinová lipasa (endotheliální) aktivována inzulínem skladuje lipidy přijaté potravou a syntezované v

játrech▫de novo lipogeneze: z glukózy

•Lipolýza = uvolnění NEFA + glycerolu (lačnění)▫Hormon-senzitivní lipasa (IC)

inhibice inzulínem aktivace: sympatikus, GH, (glukagon)

Tuková tkáň: funkce II.

•Endokrinní funkce: ▫leptin = signál o stavu tukových zásob

anorexigenní působení 167 AK, ob gen

▫adiponectin▫TNF-alfa▫rezistin

Hnědá tuková tkáň

•přítomná u novorozenců mezi lopatkami•hibernující savci•četné malé tukové inkluze, mnoho

mitochondrií•bohatá adrenergní inervace•thermogenin = UCP-1 – odpřahovací

protein▫tvorba tepla místo ATP

Kazuistika č. 3.•Literární: Farooqi et al., N Engl J Med, 1999•Dívka 8,5 r. pakistánského původu, rodiče =

bratranec+sestřenice•NO: morbidní obezita, hyperfagie

▫ nyní 94,4 kg (nad 99,9 percentilem), 140 cm•OA:

▫ normální porodní hmotnost, přibírá od 4 měsíců věku

▫v 6 letech pokus o liposukci ke zlepšení pohyblivosti

Kazuistika č. 3

•Vyšetřením zjištěna neměřitelná hladina leptinu jako důsledek frameshift mutace v jeho genu

•započata terapie rekombinantním leptinem 1x denně s.c. po dobu 12 měsíců

Kazuistika č. 3

Kazuistika č. 3

•Po 12 měsících terapie:

▫redukce hmotnosti o 17 kg, z čehož 16,1 kg tvořil tuk a 0,9 kg beztuková tělesná hmota

▫zlepšení mobility